人员因素与操作工艺对芯片级封装的影响

   　美国环球仪器公司中国/香港总经理 李林炎 影响芯片级封装(CSP)的产量和可靠性的因素有很多，操作员的错误和操作工艺是影响组装产量的重要因素。

　　人为错误的几个方面 传送不适当（人工或自动）可能对组装元件的完整性造成损害。在没有使用自动传送带时，此类问题后果较为严重。人工传送不精心（特别是在元件插入后）可能造成元件错位，以至回流焊接工艺中产生诸如焊点断裂或桥连等缺陷。

　　在传送对湿度有要求的封装时，要采取适当的传送措施，防止元件潮湿或损坏电路。例如，元件爆裂往往是内部湿气因高温而迅速膨胀的结果。对湿度敏感的元件不仅需要存放在干燥的氮气容器中，而且在组装前还需要烘烤。 设备的正确设置对确保组装产量非常重要。

　　在印刷线路板的组装工艺中，各个阶段使用的设备设置都需要专家的检验和相应的确认。各条组装线和各个操作员的计量工具要保持一致。有一些简单的方法可以用来评诂设备和操作员的表现，比如每次交班之前把网版印刷在裸板上，把测试元件固定在双面粘板上，定时在回流炉中使用数据记录器和热电偶板等。更好的方法是组装测试板、实时测量工艺参数，监测组装设备、高精度铬/玻璃元件和线路板的状态。

　　操作员的培训不仅要包括设备培训，还应包括组装工艺培训和常规表面贴装问题。操作员熟练组装全过程有助于共同管理整条生产线发生的事故。错误或培训不当可能影响相应的操作，而适当的培训，正确使用设备和工具以及积极的工作态度可以将人为错误减少到最低限度。

　　操作工艺中应注意的问题 间距微小的CSP空间不足，难以加大网版孔径，所以印刷工艺非常关键。印制成圆形可以减少很多通过孔径渗透的焊膏量。0.5毫米间距的CSP印刷成品率一般不会超过60％。在印刷工序中，需要对孔径的大小和网版厚度进行调整，以达到最高渗透率（焊膏通过孔径）.孔径应该略微比焊接垫片大一些，以提高焊料涂敷量。需要注意的是，这样也会增大焊球体积并在周边形成小焊球。 组装易熔CSP/BGA时，可以不使用焊膏，代之以涂敷焊剂。

　　CSP的焊剂涂敷方法包括元件蘸取、焊剂薄膜沉积、分配、喷镀和涂刷。焊剂只涂敷在必要的区域，以便最大限度地减少回流工艺结束后残留在印刷线线路板上的焊剂。 使用无焊剂组装方式时，必须在组装前用等离子清洗系统清除元件表面的氧化物。在印刷线路板组装和传送过程中，使用焊膏药或焊剂可以将元件固定在适当的位置。焊剂/焊膏的粘性可根据组装工艺的需要进行调整。与手工批量组装相比，自动化组装设备生产线需要的保持力更小。

　　此外，组装设备要移动工作台，而不移动机头，使印制线路板和元件具有较大的加速度，因而组装设备需要更大的保持力。 如果在组装印刷线路或返工操作过程中只使用焊剂，必须考虑回流温度中焊点共面和线路板翘曲的问题。焊球体积的变化、封装以及底板翘曲可能导致焊点断裂。

　　如果封装上有一个不合规格的"小"焊球，而且在回流工艺中元件出现较明显的翘曲，就可能造成一个焊剂量不足的焊点。 　

　　原作者：美国环球仪器公司中国/香港总经理 李林炎